离子束分析技术是利用粒子与物质相互作用,通过测量反应过程中所产生的射线的能量和强度来确定样品中元素种类和含量的一门学科。它具有灵敏度高,分析时间短,对样品无损伤,取样量少和分析范围广等优点,广泛应用于材料科学、环境科学、生命科学、能源科学,以及在天体、地质和考古等领域。虽然离子束分析技术对于痕量元素来说是很好的探测手段,然而在实际的分析测量中,对样品的定量研究会因样品组成的复杂性、厚度、非均匀性以及几何条件的选择等诸多实际问题而变得棘手,因此如何解决定量问题是分析测量的关键。骨质疏松症是骨量减少伴有骨组织微结构的破坏所致骨强度下降、骨脆性增高,因而骨折危险性增高的疾病。它是21世纪人口老龄化的重大问题,因此与其相关的骨折的防治研究已受到普遍重视。在众多抗骨质疏松症药物中,以雷奈酸锶为主要研究对象的锶盐,以其具有促进成骨细胞形成,抑制破骨细胞重吸收的双重作用而成为近年来的研究热点。临床前研究和临床研究都表明低剂量的雷奈酸锶可以产生明显的治疗效果,同时没有不良作用,这为锶盐进入临床应用提供了依据。由于锶是人体必需微量元素之一,与钙为同一主族,其代谢与钙极为相似,因此本文基于锶在骨中的吸收及代谢出发,采用微束质子激发X射线荧光分析(micro-PIXE)、1卢瑟福背散射(RBS)技术的定量定性分析表明,在治疗骨质疏松症的不同锶盐和药物中,雷奈酸锶的治疗效果较为明显；药物中的锶能进入到骨骼内部,且其与钙一样是亲骨性的元素,但在骨骼中并非均匀分布,而是主要分布在新骨中;当雷奈酸锶与钙剂同时服用时,其治疗效果不仅不如单独服用时明显,而且锶在骨中的含量也因药物同时服用而有明显下降；不同组中Ca/P结果显示锶盐进入到骨骼内部后并未对骨矿化产生不利影响：药物治疗后0/C比值接近对照组,而骨质疏松组和服用Ca剂组中该比例偏高,说明含锶药物能够改善骨质疏松症中骨细胞外骨胶原和骨矿物质的分离,达到治疗的目的。研究裸藻细胞对稀土元素的摄取在稀土的污染防治和生物采矿方面都有着重要意义。本文以Nd元素在藻细胞中的富集为例,通过外束微束技术分析得出Nd3+进入到藻细胞内部后,可能在蛋白质结合位点上代替Ca2+,也可能在叶绿体中与Mg2+发生拮抗作用而导致Mg2+含量降低,从而为稀土元素可能富集在叶绿体提供直接证据。除了生命科学外,离子束分析技术在地质学领域中也有广泛的应用。在贵州遵义地区,矿床中的贵金属元素含量相对较低,矿物颗粒细小且可能分散于不同类型的矿物中,因此在对贵金属元素的赋存形式进行研究时,离子束分析技术显示出了其独特的优势。本文以贵州遵义地区的黑色岩系多金属矿床为主要研究对象,采用micro-PIXE技术对其进行分析,首次给出了贵金属元素Pd在矿物中的原位微区分布信息,显示其在矿石中赋存状态可能呈类质同像形式存在于金属矿物中,或者呈超显微细小(如纳米级)Pd的矿物形式存在。除Pd元素外,其他元素在矿石中的微区原位分布信息也得到了直观的体现。